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如何使用光谱分析仪开发光纤链路解析方案

导读: 本文将介绍光信噪比(OSNR)的概念及其重要性,以及网络的OSNR 不佳所造成的后果,同时还将介绍目前市场中出现的 OSA,最后将说明如何使用OSA 来充分开发光纤链路。

  光谱分析仪(OSA)最初用于测量光信号的功率谱。在引入了波分复用 (WDM)之后,光谱分析仪得到普及,因为标准功率计无法区分多个波长(通道下的光功率)。然而,尽管大多数人都熟悉OSA 的典型应用,即对网络进行故障排除或者测量通道功率和噪声级别,但是由于种种原因,这些独特的测量设备仍未获得市场的广泛认可。其中一个原因是,OSA 的真实能力在某种程度上被低估,尤其是在尝试将光纤跨段最大化这一方面。

  本文将介绍光信噪比(OSNR)的概念及其重要性,以及网络的OSNR 不佳所造成的后果,同时还将介绍目前市场中出现的 OSA,最后将说明如何使用OSA 来充分开发光纤链路。

  光信噪比

  OSNR 的概念在鉴定 WDM 网络方面至关重要。它能够定量检测信号沿光纤传播途中,被噪声干扰的程度。计算方法是将信号总功率除以 0.1 nm 带宽中的噪声功率。图 1 示出了 OSA 测量的典型信号,其功率约为 -22 dBm,背景噪声约为 -46 dBm;因此,该示例中 OSNR 约为 24 dB。

图 1. 光信噪比 (OSNR) 示例

  OSNR 的重要性

  为何测量 OSNR 很重要?OSNR 与误码率 (BER) 之间存在直接关系,其中 BER 是衡量传输质量的终极值。如图 2 中所详述,OSNR 越高则误码率越低,也即传输错误越少。相反,OSNR 较低(或较差)可能会增加维修用车、降低服务质量 (QoS)(请参阅图 3)。

图 2. OSNR、BER 和 QoS 之间的关系

图 3. OSNR 较低(或较差)的影响

  网络的 OSNR

  探讨 OSNR 随着信号在光纤中传播所发生的变化十分有趣。图 4 显示了一种典型网络实现,由在一条光纤上复用的八个波长组成。(请注意,在传播路径中使用了四个掺铒光纤放大器 (EDFA) 来提升信号功率。)如图所示,每个 EDFA 都会放大已经存在的信号和噪声,同时自身也会产生噪声。因此,OSNR 在信号相继通过放大器后会下降。由于 OSNR 随距离变化,所以通常会在网络的不同位置监测 OSNR,而不仅仅是在发送器端和接收器端监测。

图 4. 在光纤中传播时 OSNR 的演进

 

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